专利名称：一种半导体晶片粗磨精磨组合砂轮主轴结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体晶片加工设备技术领域，具体为一种半导体晶片粗磨精磨组
合砂轮主轴结构。
(二)
背景技术：
现有半导体晶片的磨削一般经过粗磨和精磨两道工序完成，不同的工序使用不 同粒度的磨削砂轮，即粗磨工序使用磨粒粒度较大的粗磨砂轮，用于提高磨削效率，精 磨工序使用磨粒粒度较小的粗磨砂轮，用于提高磨削质量。粗磨工位上的主轴和精磨工 位上的主轴规格完全相同，不同的是砂轮主轴上安装的磨削砂轮分别为粗磨砂轮和精磨 砂轮，其成本高。且由于半导体晶片的粗磨工序和精磨工序分别在粗磨工位和精磨工位 上完成，在工位切换过程中，半导体晶片的装卡定位基准发生变化，导致半导体晶片磨 削后的厚度尺寸难以保证一致；同时由于粗磨砂轮轴线和精磨砂轮的轴线也不一致，导 致磨削后的半导体晶片的面型不一致，精磨需要进行修正，磨削效率较低。
(三)
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种半导体晶片粗磨精磨组合砂轮主轴结构，其 在同一工位上完成对半导体晶片的粗磨和精磨，可将双主轴结构的半导体晶片磨床简化 为单主轴结构的磨床，可大大节约成本，且组合砂轮主轴使用相同的半导体晶片装卡基 准，磨削后的厚度可控；砂轮主轴轴线也未改变，半导体晶片的面型也保证了一致性， 磨削质量高。 其技术方案是这样的其包括中心轴、砂轮座、粗磨砂轮、精磨砂轮，所述中 心轴中心开有中心通孔，所述中心轴底端安装有所述砂轮座，其特征在于所述砂轮座 底部分为中心支承端、内圆安装端和外圆安装端，所述外圆安装端装有所述精磨砂轮， 活塞安装于所述内圆安装端的空腔内，所述粗磨砂轮安装于活塞的下端面，所述活塞端 面与所述砂轮座围成气腔，所述气腔通过气体通道连通所述中心通孔内的通气管，所述 通气管连接外部气压控制系统。 其进一步特征在于所述活塞上端面与所述砂轮座围成气腔，所述气腔通过气 体通道连通所述中心通孔内的通气管； 所述活塞上端面和下端面分别与所述砂轮座围成两个不相连通的气腔，所述的 两个不相连通的气腔分别通过与各自连接的不同的气体通道连通所述中心通孔内的通气 管； 所述砂轮座底部的内圆安装端、外圆安装端被圆周凸起隔离； 圆柱销依次连接所述砂轮座、所述活塞、辅助压盖，所述辅助压盖上端面远离 中心轴一侧与所述活塞下端面靠近所述中心轴一侧的配合安装，所述辅助压盖靠近中心 轴一侧通过螺栓紧固连接于所述中心支承端，所述活塞下端面远离中心轴一侧紧固连接 有粗磨砂轮；
所述圆柱销两端分别紧固于所述砂轮座、所述辅助压盖，所述圆柱销贯穿所述 活塞； 所述圆柱销两端的密封槽内镶嵌有密封圈，所述活塞与所述砂轮座的侧壁安装 有密封圈； 所述精磨砂轮通过螺钉紧固于所述外圆安装端； 所述中心通孔内装有带有通孔的长管，所述长管的直径小于所述中心通孔的直 径，所述通孔连通底端出水口，所述通气管位于所述长管外壁与所述中心通孔内壁所围 成的间隙内部； 密封端盖装于所述中心通孔底端，所述密封端盖外端面紧固连接于所述中心轴 底端，所述长管底部与所述密封端盖上端面嵌套安装，所述密封端盖开有所述出水口。
采用本发明的上述结构后，通过所述外部气压控制系统控制所述气腔的气压， 从而带动所述活塞上下滑动，当所述活塞滑动至最下端时，此时所述粗磨砂轮能够与半 导体晶片接触，从而对半导体晶片进行粗磨，当所述活塞滑动至最上端时，此时粗磨砂 轮同时縮回，精磨砂轮能够与半导体晶片接触，从而对半导体晶片进行精磨。其将双主 轴结构的半导体晶片磨床简化为单主轴结构的磨床，可大大节约成本；且组合砂轮主轴 使用相同的半导体晶片装卡基准，磨削后的厚度可控；砂轮主轴轴线也未改变，半导体 晶片的面型也保证了一致性，磨削质量高。
(四)
图1是本发明实施例一的结构示意图(左侧为粗磨状态、右侧为精磨状态)；
图2是本发明实施例二的结构示意图(左侧为粗磨状态、右侧为精磨状态)。
(五)
具体实施例方式
见图l，本发明包括中心轴l、砂轮座2，中心轴1中心开有中心通孔，中心轴l 底端安装有砂轮座2，砂轮座2底部分为中心支承端3、内圆安装端4和外圆安装端5，外 圆安装端5装有精磨砂轮6，活塞7安装于内圆安装端4的空腔内，粗磨砂轮8安装于活 塞7的下端面，活塞7上端面与砂轮座2所围成气腔9，气腔9通过上气体通道10连通 中心通孔内的通气管ll，通气管ll连接外部气压控制系统(图中未画出，为现有成熟技 术)，此为气压通道的实施例一；砂轮座2底部的内圆安装端4、外圆安装端5被圆周凸 起12隔离；圆柱销13依次连接砂轮座2、活塞7、辅助压盖14，辅助压盖14上端面远 离中心轴1 一侧与活塞7下端面靠近中心轴1 一侧的配合安装，辅助压盖14靠近中心轴 1 一侧通过螺栓15紧固连接于中心支承端3，活塞7下端面远离中心轴1 一侧紧固连接有 粗磨砂轮8 ;圆柱销13两端分别紧固于砂轮座2、辅助压盖14，圆柱销13贯穿活塞7 ; 圆柱销13两端的密封槽内镶嵌有密封圈16，活塞7与砂轮座2的侧壁安装有密封圈17 ; 精磨砂轮6通过螺钉18紧固于外圆安装端5;中心通孔内装有带有通孔19的长管20，长 管20的直径小于中心通孔的直径，通孔19连通底端出水口 21，长管20外壁与中心通孔 内壁所围成的间隙即为通气管11 ;密封端盖22盖装于中心通孔底端，密封端盖22外端 面紧固连接于中心轴l底端，长管20底部与密封端盖22上端面嵌套安装，密封端盖22 开有出水口 21。
其工作原理如下进行粗磨时，外部气压控制系统将压縮空气通过通气管11、 气体通道10注入气腔9内，压縮空气将活塞7推向底端，从而使粗磨砂轮8上的砂轮齿 23外露，对单晶硅工件进行粗磨；进行精磨时，外部气压控制系统通过通气管ll、气体 通道10将气腔9抽成真空，气腔9形成真空，将活塞7吸至顶端，从而使粗磨砂轮8縮 回，精磨砂轮6的砂轮齿24外露，从而对单晶硅工件进行精磨。 见图2，中心通孔内装有带有通孔19的长管20，长管20的直径小于中心通孔的 直径，通孔19连通底端出水口21，长管20外壁与中心通孔内壁所围成的间隙内安装有 通气管ll、通气管27;密封端盖22盖装于中心通孔底端，密封端盖22外端面紧固连接 于中心轴l底端，长管20底部与密封端盖22上端面嵌套安装，密封端盖22开有出水口 21;活塞7上端面与砂轮座2围成上气腔9，上气腔9通过上气体通道10连通中心通孔 内的通气管ll，活塞7的下端面和砂轮座2、辅助压盖14、粗磨砂轮8四者围成下气腔 26，下气腔26通过下气体通道25连通中心孔内的通气管27，通气管11、通气管27连接 外部气压控制系统(图中未画出，为现有成熟技术)，此为气压通道的实施例二。
其工作原理如下进行粗磨时，外部气压控制系统将压縮空气通过通气管11、 上气体通道10注入上气腔9内，压縮空气将活塞7推向底端，从而使粗磨砂轮8上的砂 轮齿23外露，从而对单晶硅工件进行粗磨；进行精磨时，外部气压控制系统将压縮空气 通过通气管27、气体通道25注入下气腔26内，压縮空气将活塞7推向顶端，从而使粗磨 砂轮8縮回，精磨砂轮6的砂轮齿24外露，从而对单晶硅工件进行精磨。
当然，如果为了增加推动粗磨砂轮的刚性，亦可采取压縮空气和抽真空两种相 结合的方式。即进行粗磨时，外部气压控制系统将压縮空气通过通气管ll、上气体通 道10注入上气腔9内，压縮空气将活塞7推向底端；同时，外部气压控制系统通过通气 管27、气体通道25将气腔26抽成真空，气腔9形成真空，将活塞7吸至底端，从而使粗 磨砂轮8上的砂轮齿23外露，对单晶硅工件进行粗磨；进行精磨时，外部气压控制系统 将压縮空气通过通气管27、气体通道25注入下气腔26内，压縮空气将活塞7推向顶端， 从而使粗磨砂轮8縮回，精磨砂轮6的砂轮齿24外露，从而对单晶硅工件进行精磨。
权利要求
一种半导体晶片粗磨精磨组合砂轮主轴结构，其包括中心轴、砂轮座、粗磨砂轮、精磨砂轮，所述中心轴中心开有中心通孔，所述中心轴底端安装有所述砂轮座，其特征在于所述砂轮座底部分为中心支承端、内圆安装端和外圆安装端，所述外圆安装端装有所述精磨砂轮，活塞安装于所述内圆安装端的空腔内，所述粗磨砂轮安装于活塞的下端面，所述活塞端面与所述砂轮座围成气腔，所述气腔通过气体通道连通所述中心通孔内的通气管，所述通气管连接外部气压控制系统。
2. 根据权利要求1所述一种半导体晶片粗磨精磨组合砂轮主轴结构，其特征在于所述活塞上端面与所述砂轮座围成气腔，所述气腔通过气体通道连通所述中心通孔内的通气管。
3. 根据权利要求1所述一种半导体晶片粗磨精磨组合砂轮主轴结构，其特征在于所述活塞上端面和下端面分别与所述砂轮座围成两个不相连通的气腔，所述的两个不相连通的气腔分别通过与各自连接的不同的气体通道连通所述中心通孔内的通气管。
4. 根据权利要求1所述一种半导体晶片粗磨精磨组合砂轮主轴结构，其特征在于所述砂轮座底部的内圆安装端、外圆安装端被圆周凸起隔离。
5. 根据权利要求4所述一种半导体晶片粗磨精磨组合砂轮主轴结构，其特征在于圆柱销依次连接所述砂轮座、所述活塞、辅助压盖，所述辅助压盖上端面远离中心轴一侧与所述活塞下端面靠近所述中心轴一侧的配合安装，所述辅助压盖靠近中心轴一侧通过螺栓紧固连接于所述中心支承端，所述活塞下端面远离中心轴一侧紧固连接有粗磨砂轮。
6. 根据权利要求5所述一种半导体晶片粗磨精磨组合砂轮主轴结构，其特征在于所述圆柱销两端分别紧固于所述砂轮座、所述辅助压盖，所述圆柱销贯穿所述活塞。
7. 根据权利要求6所述一种半导体晶片粗磨精磨组合砂轮主轴结构，其特征在于所述圆柱销两端的密封槽内镶嵌有密封圈，所述活塞与所述砂轮座的侧壁安装有密封圈。
8. 根据权利要求7所述一种半导体晶片粗磨精磨组合砂轮主轴结构，其特征在于所述精磨砂轮通过螺钉紧固于所述外圆安装端。
9. 根据权利要求8所述一种半导体晶片粗磨精磨组合砂轮主轴结构，其特征在于所述中心通孔内装有带有通孔的长管，所述长管的直径小于所述中心通孔的直径，所述通孔连通底端出水口，所述通气管位于所述长管外壁与所述中心通孔内壁所围成的间隙内部。
10. 根据权利要求9所述一种半导体晶片粗磨精磨组合砂轮主轴结构，其特征在于密封端盖装于所述中心通孔底端，所述密封端盖外端面紧固连接于所述中心轴底端，所述长管底部与所述密封端盖上端面嵌套安装，所述密封端盖开有所述出水口。
全文摘要
本发明为一种半导体晶片粗磨精磨组合砂轮主轴结构。其双主轴结构的半导体晶片磨床简化为单主轴结构的磨床，大大节约成本，且其磨削后的厚度可控；砂轮主轴轴线也未改变，半导体晶片的面型也保证了一致性，磨削质量高。其包括中心轴、砂轮座、粗磨砂轮、精磨砂轮，所述中心轴中心开有中心通孔，所述中心轴底端安装有所述砂轮座，其特征在于所述砂轮座底部分为中心支承端、内圆安装端和外圆安装端，所述外圆安装端装有所述精磨砂轮，活塞安装于所述内圆安装端的空腔内，所述粗磨砂轮安装于活塞的下端面，所述活塞端面与所述砂轮座围成气腔，所述气腔通过气体通道连通所述中心通孔内的通气管，所述通气管连接外部气压控制系统。
文档编号B24B7/20GK101691024SQ20091020622
公开日2010年4月7日 申请日期2009年10月18日 优先权日2009年10月18日
发明者储湘华, 朱祥龙, 黄国庆 申请人:无锡机床股份有限公司